定時器，進(jìn)入輸入接口的輸入信號和從輸出接口出來的輸出信號均為脈沖信號，輸出信號由輸入信號的邊沿觸發(fā)，輸出信號具有可輸定的脈寬。
[0031]更進(jìn)一步地，所述定時器是由單穩(wěn)芯片組成的，輸出信號的脈寬由電位器設(shè)定。
[0032]或者更進(jìn)一步地，所述定時器是由可編程定時芯片組成的，輸出信號的脈寬由可編程定時芯片設(shè)定。具體地，所述脈沖寬度設(shè)定裝置包括單板機(jī)和PC/104定時接口卡，單板機(jī)采用PC/104模塊。更具體地，所述脈沖寬度設(shè)定裝置的輸出信號的脈寬由工控機(jī)通過485總線傳給單板機(jī)，再由單板機(jī)控制定時器來實(shí)現(xiàn)。
[0033]還提供了這種提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)的控制方法，其包括以下步驟:
[0034](I)通過在偽隨機(jī)延時裝置之后連接脈沖寬度設(shè)定裝置，使輸出信號的脈寬可設(shè)定；
[0035](2)通過將聲光電源設(shè)置在外控方式，使射頻輸出時間受脈沖寬度控制。
[0036]以下給出本發(fā)明的具體的例子。
[0037]本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)，包括工控機(jī)、可控分布接口卡、雙路隔離D/A卡、增量編碼器、變頻器、主軸電機(jī)、縱向及橫向伺服驅(qū)動器、縱向及橫向伺服電機(jī)、激光電源、激光器、聲光電源和聲光開關(guān)等部件。工控機(jī)內(nèi)AT總線上裝有一塊可控分布接口卡、一塊電隔離雙路D/A接口卡。主軸電機(jī)連同輥旋轉(zhuǎn)時增量編碼器輸出反映輥周向位置的脈沖信號，脈沖信號傳給工控機(jī)內(nèi)的可控分布接口卡，經(jīng)計(jì)算機(jī)分頻處理后輸出一路控制脈沖激光的可控分布信號控制偽隨機(jī)延時裝置，另一路脈沖信號通過縱向伺服驅(qū)動器驅(qū)動縱向伺服電機(jī)?？煽胤植夹盘柦?jīng)偽隨機(jī)延時裝置輸出偽隨機(jī)延時信號，經(jīng)脈寬設(shè)定裝置輸出脈寬預(yù)先設(shè)定的固定的信號控制聲光電源輸出對應(yīng)的射頻信號，再經(jīng)激光器內(nèi)的聲光開關(guān)產(chǎn)生脈沖激光?？煽胤植冀涌诳ㄟ€輸出一路脈沖信號，通過橫向伺服驅(qū)動器驅(qū)動橫向伺服電機(jī)?？煽胤植冀涌诳ㄟ€輸出一組開關(guān)信號，通過變頻器、伺服驅(qū)動器、激光電源控制主軸電機(jī)、縱向及橫向伺服電機(jī)的啟停和激光器的開關(guān)。工控機(jī)內(nèi)的一塊D / A接口卡發(fā)兩路模擬信號給激光器電源，一路控制激光器的功率，另一路給變頻器，變頻器驅(qū)動主軸電機(jī)，轉(zhuǎn)速無級可調(diào)。工控機(jī)通過485總線設(shè)定偽隨機(jī)延時裝置和脈寬設(shè)定裝置的工作參數(shù)。
[0038]偽隨機(jī)延時裝置的外部信號有三路:輸入、輸出和485總線接口。輸入信號和輸出信號都是脈沖信號。輸出信號由輸入信號的上升沿觸發(fā)，經(jīng)隨機(jī)延時后輸出，輸出信號的脈寬固定，其大小可通過485總線設(shè)定。
[0039]從圖3可知，在現(xiàn)有圓周無規(guī)則毛化控制系統(tǒng)中，偽隨機(jī)延時裝置輸出信號的頻率是變化的，射頻輸出時間即對應(yīng)光脈沖的激勵時間也是變化的，而脈沖激光的釋放時間是固定的且比較窄，結(jié)果導(dǎo)致脈沖激光能量的不均勻和波形的不一致。
[0040]從圖4可知，在本發(fā)明提供的圓周無規(guī)則毛化控制系統(tǒng)中，脈沖寬度設(shè)定裝置的輸出脈寬(高電平)是相等的，射頻輸出時間也是相等的，而脈沖激光的釋放時間是可變的且比較寬。激光輸出波形可分成前后兩部分。前一部分激光功率較高，時間較短且相對固定，使金屬材料產(chǎn)生熔化、氣化，產(chǎn)生微坑，后一部分激光功率基本就是連續(xù)功率，時間較長且變化，其功率密度未達(dá)到使金屬材料熔化的閾值，對微坑基本無影響。根據(jù)以上激光輸出波形的特點(diǎn)，以及激光與金屬材料相互作用的特性，就能提高圓周無規(guī)則毛化微坑的均勻性。圖3、圖4激光輸出信號中的橫向虛線表示使金屬材料熔化的光功率密度值，即閾值。
[0041]脈沖寬度設(shè)定裝置的功能就是單穩(wěn)電路，可用單穩(wěn)芯片實(shí)現(xiàn)，用電位器設(shè)定脈沖寬度，其缺點(diǎn)是無法通過軟件數(shù)字設(shè)定，精度較差。在本發(fā)明實(shí)施例采用可編程定時器，用軟件設(shè)定。脈沖寬度設(shè)定裝置示意圖如圖5所示。該裝置內(nèi)含單板機(jī)和PC/104定時接口卡。單板機(jī)采用PC/104模塊，它提供了完整PC的全部功能。PC/104定時接口卡由輸入接口、定時器和輸出接口組成。輸入接口用于輸入信號的電平轉(zhuǎn)換;定時器用于產(chǎn)生定時，其值由工控機(jī)通過485總線傳給單板機(jī);輸出接口用于輸出信號的電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動。PC/104定時接口卡安裝在單板機(jī)的PC/104擴(kuò)展總線上。
[0042]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:其包括工控機(jī)、可控分布接口卡、AT總線、雙路隔離D/A卡、增量編碼器、變頻器、主軸電機(jī)、縱向及橫向伺服驅(qū)動器、縱向及橫向伺服電機(jī)、激光電源、激光器、聲光電源、聲光開關(guān)、偽隨機(jī)延時裝置、脈沖寬度設(shè)定裝置、485總線； 工控機(jī)，通過AT總線分別連接可控分布接口卡和雙路隔離D/A卡； 可控分布接口卡對反映輥周向位置的增量編碼器的信號進(jìn)行分頻處理后輸出多路信號:其中一路信號為可控分布信號，經(jīng)偽隨機(jī)延時裝置輸出偽隨機(jī)延時信號，經(jīng)脈沖寬度設(shè)定裝置輸出脈寬預(yù)先設(shè)定的信號來控制聲光電源輸出對應(yīng)的射頻信號，再經(jīng)激光器內(nèi)的聲光開關(guān)產(chǎn)生脈沖激光;其中兩路信號為脈沖信號，分別經(jīng)伺服驅(qū)動器控制縱向和橫向的伺服電機(jī)運(yùn)動;其它多路信號為開關(guān)信號，通過變頻器、伺服驅(qū)動器、激光電源控制主軸電機(jī)、縱向及橫向伺服電機(jī)的啟停和激光器的開關(guān)； 雙路隔離D/A卡輸出兩路模擬量，分別控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速和激光器的功率； 工控機(jī)通過485總線設(shè)定偽隨機(jī)延時裝置和脈沖寬度設(shè)定裝置的工作參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖寬度設(shè)定裝置包括輸入接口、輸出接口和定時器，進(jìn)入輸入接口的輸入信號和從輸出接口出來的輸出信號均為脈沖信號，輸出信號由輸入信號的邊沿觸發(fā)，輸出信號具有可輸定的脈寬。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述定時器是由單穩(wěn)芯片組成的，輸出信號的脈寬由電位器設(shè)定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述定時器是由可編程定時芯片組成的，輸出信號的脈寬由可編程定時芯片設(shè)定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖寬度設(shè)定裝置包括單板機(jī)和PC/104定時接口卡，單板機(jī)采用PC/104模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖寬度設(shè)定裝置的輸出信號的脈寬由工控機(jī)通過485總線傳給單板機(jī)，再由單板機(jī)控制定時器來實(shí)現(xiàn)。7.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:其包括以下步驟: (1)通過在偽隨機(jī)延時裝置之后連接脈沖寬度設(shè)定裝置，使輸出信號的脈寬可設(shè)定； (2)通過將聲光電源設(shè)置在外控方式，使射頻輸出時間受脈沖寬度控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種提高圓周無規(guī)則毛化微坑均勻性的控制系統(tǒng)，其脈沖激光的激勵時間是相等的，釋放時間是可變的，使其功率波形有效部分基本一致，從而提高了圓周無規(guī)則毛化微坑的均勻性，因此能夠提高激光毛化板的質(zhì)量。其包括工控機(jī)、可控分布接口卡、AT總線、雙路隔離D/A卡、增量編碼器、變頻器、主軸電機(jī)、縱向及橫向伺服驅(qū)動器、縱向及橫向伺服電機(jī)、激光電源、激光器、聲光電源、聲光開關(guān)、偽隨機(jī)延時裝置、脈沖寬度設(shè)定裝置、485總線。還提供了控制方法。
【IPC分類】B23K26/352, B23K26/0622
【公開號】CN105562933
【申請?zhí)枴緾N201610095086
【發(fā)明人】王紅才, 王小環(huán), 楊明江, 占劍, 覃志康
【申請人】中國科學(xué)院力學(xué)研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月22日